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33米)。
使公司具备年生产水轮发电机组300万千瓦,汽轮发电机1600万千瓦,交流电(动)机30万千瓦,直流电(动)机10万千瓦的能力,并完全
能够自主生产单机容量70万千瓦的巨型水电机组、大型抽水蓄能机组、100万千瓦级超超临界汽轮发电机、100万千瓦级核能发电机、40万千瓦级燃机配套发电机、22万千瓦级全空冷汽轮发电机以及批量生产30万千瓦、60万千瓦汽轮发电机的能力,基本形成“水、火、核、气”四电并举的产品格局。
2.实习过程
在老师和工位人员的安排下,我们进入了厂房内参观。
为我们做具体介绍的是我们年轻的校友学长。
在他认真、细致且通俗的讲解下,我们对水轮机、汽轮机的各种零部件有了更深入的认知和理解。
刚一进入,我们就被眼前巨大的设备制造所深深折服。
图2-1东方电机厂22米立式车床
水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械,它属于流体机械中的透平机械;
汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械,是蒸汽动力装置的主要设备之一。
在这次参观中,我们都依次见到了水轮机、汽轮机的各种部件实体。
汽轮机和水轮机有很大的区别。
汽轮机发电机转子是隐极式的,水轮机发电机是凸极式的;
汽轮机发电机转子磁极数较少,水轮发电机较多;
汽轮发电机体积比较小,水轮发电机体积很大。
图2-2汽轮发电机的转子
由于学长的专业知识领域以及专业需要,本次实习主要参观和介绍了各种水轮机零部件,对汽轮机和发电机方面的知识仅仅带过。
水轮机主要分为两大类:
反击式水轮机和冲击式水轮机。
反击式水轮机包括混流式、斜流式、轴流式、贯流式,其过流能力依次增大,水头依次减小。
冲击式水轮机分为水斗式、斜击式、双击式。
水轮机主要包括引水机构、导水机构、工作机构、泄水机构、非过流部件。
引水机构主要由蜗壳和座环组成,将水引入转轮前的导水机构。
导水机构主要由活动导叶、拐臂、剪断销、推拉杆、连杆、控制环组成,引导水流按一定方向进入转轮,并通过改变导叶开度来改变流量,调整出力,同时还用来截断水流,以便检修和调相运行。
工作机构主要由转轮,见图2-3,作用是将水流机械能转换成固体机械能。
泄水机构由尾水管构成,用于排水,回收位置势能和大部分动能。
非过流部件由大轴、轴承等组成,主要作用是密封。
图2-3水轮机转轮
学长还给我们讲解水轮机各个部件的作用,比如:
下机架位于立式水轮发电机转子下部与基础相连接的支撑部件,通常用于装设推力轴承和下导轴承。
座环、蜗壳是混流式水轮机埋入部件,它们既是机组的基础件,又是机组通流部件的组成部分,它们承受着随机组运行工况改变而变化的水压分布载荷以及从顶盖传导过来的作用力。
座环一般为上、下环板和固定导叶等组成的焊接结构。
蜗壳采用钢板焊接,其包角一般介于345—360°
范围以内。
蜗壳通过与座环上、下环板的外缘上碟形边或过渡板焊接成一整体,其焊缝需要严格探伤检查,必要时还需要进行水压试验。
在加工车间中我们接触到了水轮机主要使用的阀门:
球形阀、筒形阀、蝶阀。
首先看到的巨大的薄壁结构就是筒形阀。
筒形阀装设在活动导叶外围,分为两片装设完成,但为薄壁结构,且加工困难。
图2-4顶盖
学长还带领我们参观和介绍了各种加工机床。
机床是用来制造机器零件的设备。
按加工方式或加工对象可分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、花键加工机床、铣床、刨床、插床、拉床、特种加工机床、锯床和刻线机等。
在我们前面的课程学习中,我们主要学习了车铣刨磨钻。
车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。
在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。
车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件,是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。
镗床主要是用镗刀在工件上镗孔的机床,通常,镗刀旋转为主运动,镗刀或工件的移动为进给运动。
它的加工精度和表面质量要高于钻床。
镗床是大型箱体零件加工的主要设备。
铣床系指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。
通常铣刀旋转运动为主运动,工件(和)铣刀的移动为进给运动。
它可以加工平面、沟槽,也可以加工各种曲面、齿轮等。
铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。
铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外,还能加工比较复杂的型面,效率较刨床高,在机械制造和修理部门得到广泛应用。
磨床(grinder,grindingmachine)是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。
大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工,少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工,如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。
钻床指主要用钻头在工件上加工孔的机床。
通常钻头旋转为主运动,钻头轴向移动为进给运动。
钻床结构简单,加工精度相对较低,可钻通孔、盲孔,更换特殊刀具,可扩、锪孔,铰孔或进行攻丝等加工。
加工过程中工件不动,让刀具移动,将刀具中心对正孔中心,并使刀具转动(主运动)。
钻床的特点是工件固定不动,刀具做旋转运动,并沿主轴方向进给,操作可以是手动,也可以是机动。
本次参观过程中我印象最为深刻的便是立式车床和卧式车床。
立式车床:
主轴垂直于水平面,工件装夹在水平的回转工作台上,刀架在横梁或立柱上移动。
适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件,分单柱和双柱两大类如图2-1所示为东方电机厂22米立式车床。
卧式车床:
主轴横卧,工件夹在卡盘上,将负荷传递给主轴,由前后两副主轴承担,所以承载能力较小,刚性也较差。
但卧式车床观察和操作方便,所以适合加工中小型转盘和轴类零件。
此外,我们还了解接触到了加工厂房结构布置的知识。
主要有重跨、矮跨、加工中心。
重跨主要加工(左)、装配(中)和焊接(里)特大部件,矮跨主要加工水轮机和汽轮机的零部件。
加工中心主要是镗铣功能,加工各种小部件。
去四川德阳路途上的时间远远超过讲解学习的时间,但我真的学习到了许多东西。
龙羊峡水电站
龙羊峡水电站距黄河发源地1684千米,下至黄河入海口3376千米,是黄河上游第一座大型梯级电站,人称黄河“龙头”电站。
峡谷西部入口处海拔2460米,东端出口处海拔2222米,河道天然落差近240米,龙羊峡水电站建在峡谷入口处龙羊峡水电站,由拦河大坝、防水建筑和电站厂房三部分组成,坝高178米,坝长1226米(其中主坝长396米),宽23米,形成了一座面积383平方千米、库容247亿立方米的人工水库。
电站总装机容量128万千瓦(安装4台32万千瓦水轮发电机组),并入国家电网,强大的电流源源不断输往西宁、兰州、西安等工业城市,并将输入青海西部的柴达木盆地和甘肃西部的河西走廊,支援中国西部的现代化建设。
除发电外,龙羊峡水电站还具有防洪、防凌、灌溉、养殖等综合效益。
龙羊峡水电站最大坝高178米。
坝底宽80米,坝顶宽15米,主坝长396米,左右两岸均高附坝,大坝全长1140米。
它不仅可以将黄河上游13万平方公里的年流量全部拦住,而将在这里形成一座面积为380平方公里、总库密量为240亿立方米的人工水库。
图2-5龙羊峡水库
我们八至九人一组分别由电站技术人员带领实习参观。
首先我们参观了水库枢纽。
水库枢纽由主坝、泄水建筑物及坝后式厂房等组成。
挡水建筑物包括混凝土重力拱坝、重力墩和副坝)前沿总长1277m。
主坝长396m,坝顶高程2610m,最大中心角85°
02′39″,外半径265m,拱冠断面坝顶厚15m,坝底厚80m,厚高比0.45,弧高比2.21,坝体混凝土工程量约157万m。
共分18个坝段,设纵缝和横缝。
右岸重力墩长103.35m,左岸重力墩长57.18m。
副坝2座,最大坝高43m,坝顶宽7m,总长约700m。
泄水建筑物有溢洪道、中孔、深孔及底孔4层。
右岸泄槽式溢洪道,设2个表孔,进口布置于右副坝上,由引水渠、溢流堰、明渠泄槽(水平与陡坡段)及挑流鼻坎等组成。
堰顶高程2585.5m,设有滑动平面闸门与弧形闸门,孔口尺寸分别为12m×
14.5m和12m×
17m,最大泄流量4493m。
差动式对称曲面贴角窄缝鼻坎挑流消能。
左岸中孔泄水道位于主坝6号坝段,由坝内压力段、坝后弧门闸室段、明槽段及尾坎组成。
进口底坎高程2540m,事故检修平板闸门与弧门孔口尺寸分别为8m×
11m和8m×
9m,最大泄洪量2203m/s。
采用扩散斜扭鼻坎挑流消能。
深孔及底孔泄水道分别位于右岸主坝12号和11号坝段内,呈非径向布置,由坝内压力段、坝后弧门闸室段、明槽段及尾坎组成。
进口底坎高程分别为2505m和2480m,弧门孔口尺寸均为5m×
7m。
最大泄流量分别为1340m/s和1498m/s。
深孔采用扩散加小挑坎斜扭鼻坎挑流消能,底孔采用曲面贴角斜鼻坎挑流消能。
底孔弧形闸门,工作水头120m,支座最大推力62978kN,支承结构采用预应力混凝土。
各泄水建筑物均设有掺气设施:
深底孔偏心铰弧门后侧墙突扩60cm,底板突跌分别为1.5m和2.0m;
下游另设2道掺气槽。
厂房为坝后地下混合式厂房,位于大坝下游约60~70m处。
采用坝内压力钢管引水,钢管内7.5m,管壁厚20~40mm。
主厂房内设4台单机容量32万kW的混流式水轮机发电组。
水轮机转轮直径6m,转速125r/min,额定出力32.56万kW,最高效率93%,设计点效率91.5%。
水轮发电机为半伞空冷式,额定电压15.75kV,额定容量355.6MVA,额定功率因数0.9。
采用发电机-变压器组单元接线。
电站设计水头122m,最大水头149m,最小水头111m。
相关技术人员也同样为我们讲解了一些专业知识。
比如一些常见的泄水建筑物以及泄水建筑物的泄水方式。
泄水建筑物的泄水方式有堰流和孔流两种。
通过溢流坝、溢洪道、溢洪堤和全部开启的水闸的水流属于堰流;
通过泄水隧洞、泄水涵管、泄水(底)孔和局部开启的水闸的水流属于孔流。
溢流坝、溢洪道、堰流堤、泄水闸等泄水建筑物的进口为不加控制的开敞式堰流孔或由闸门控制的开敞式闸孔。
泄水隧洞、坝身泄水(底)孔、坝身泄水涵管等泄水建筑物的进口淹没在水下,需设置闸门,由井式、塔使、岸塔式或斜坡式的进口设施来控制启闭(参见取水建筑物)。
表孔在坝顶开设的开敞式孔口或带胸墙具有自由水面的孔口。
检修闸门:
供检修水工建筑物或工作闸门及其门槽时临时挡水用的闸门。
一般设于工作闸门前,用于建筑物或工作闸门等检修时短期挡水,一般在静水中启闭。
事故闸门多设于深孔工作闸门前,用于建筑物或设备出现事故时,能在动水中关闭而在静水中开启;
兼作检修闸门时,也称事故检修闸门;
需要在限定时间内紧急关闭的事故检修闸门,称为快速检修闸门。
其次,我们也坐电梯取地下参观了水电站的具体运行状况。
这次是近距离接触观看水轮机运行,里面噪声很大,老师要很大的声音介绍才能听到。
当然也要我们为以后的工作做好心里准备。
最后我们也参观了尾水部分。
图2-6龙羊峡水轮机运行场景
拉西瓦水电站
拉西瓦水电站位于青海省境内的黄河干流上,是黄河上游龙羊峡至青铜峡河段规划的第二座大型梯级电站。
位于贵德县拉西瓦镇。
拉西瓦水电站最大坝高250米,一期蓄水水位高程2370米,水库正常蓄水位高程为2452米,总库容10.56亿立方米,5台机组总装机容量350万千瓦,多年平均发电量102.23亿千瓦时,动态投资149.86亿元。
电站于2004年河床截流,开始坝肩开挖,目前大坝浇筑到2390米高程,已具备水库一期蓄水的工程条件。
拉西瓦水电站是黄河上最大的水电站和清洁能源基地,也是黄河流域大坝最高、装机容量最大、发电量最多的水电站。
电站2009年4月,首批两台机组投产发电,其中6号机组是中国电力装机容量8亿千瓦的标志;
2010年8月,拉西瓦水电站一期五台机组全部正式并网发电。
拉西瓦水电站是黄河流域装机容量最大、发电量最多、单位千瓦造价最低、经济效益良好的水电站。
电站建成后主要承担西北电网的调峰和事故备用,对西北电网750千伏网架起重要的支撑作用,是“西电东送”北通道的骨干电源点,也是实现西北水火电“打捆”送往华北电网的战略性工程。
拉西瓦水电站是一座新建的大型电站。
首先我们先参观的电站结构。
电站培训师傅紧接着对拉西瓦800kVGIL、GIS、隔离开关、断路器、母线、水电站防雷措施进行了介绍。
GIL优点:
1柔性外壳
2适合垂直安装
3装备微粒陷阱从而大大降低放电机率
4适合长距离输电
5每个制造单元可以到18米,GIS最大为6米
6高可靠性,核电站均优先采用
拉西瓦水电站800kVGIL设备安装项目位于黄河上游青海省贵德县拉西瓦地下水电站;
800kVGIL设备由地下800kVGIS室(2252.70m高程)经186m的水平洞和207m的垂直竖井引至2460m的出线平台与750kV电网相连;
是当今国内外安装海拔最高,垂直高度最大的超高压输电母线,单相母线485m,安装时段最低温度-23.8℃。
GIL设备由美国CGIT公司生产制造,母线为离相结构,母线外壳由螺旋铝管焊接而成,母线导体具有高导电率的铝合金管制成并与管母外壳按同轴方式装配,母线导体采用内置式三柱环氧树脂绝缘子作为支承,母线内均设有微粒捕集保护装置。
GIS气体绝缘开关装置
750KVGIS设备布置在地下厂房主变开关室,海拔高程为2261.2米,由断路器,隔离开关,接地开关等设备组成采用三回进线分别与六组主变压器连接,俩回出线与GIL连接。
特点:
①小型化;
②可靠性,安全性;
③运行简单,维修方便;
④与环境协调性;
断路器
断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器,高低压界限划分比较模糊,一般3KV以上的称为高压电器。
低压断路器又称自动开关,俗称“空气开关”,也是指低压断路器。
它是一种具有手动开关作用,又能自动进行失压欠压、过载和断路保护的电器,它可用来分配电能,不频繁的启动异步电动机对电源线路及电动机等实行保护,当他们发生严重的过载或者短路及欠压的故障时自动切断电路,其功能相当于熔断器式开关或过欠热继电器的的组合。
隔离开关
隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器,是在电路中起隔离作用的,它本身的工作原理及结构比较简单,但是就由于使用量大,工作可靠性要求较高,对变电所电厂的设计、建立和安全运行的影响较大、刀闸的主要特点是无灭弧功能,只能在设有电流的情况下分合电路。
母线的形式
按用途趟母线槽一般由始端母线槽,直通母线槽(分带插孔和不带插孔两种)、L型垂直(水平)弯通母线、Z型垂直(水平)偏置母线、T型垂直(水平)三通母线、X型垂直(水平)四通母线、变容母线槽、膨胀母线槽,终端封头,终端接线箱,插接箱,母线槽有关附件及紧固装置等组成。
母线槽按绝缘方式可分为空气式插接母线槽、密集绝缘母线槽和高强度插接母线槽三种。
电气主接线常见8种接线方式:
1、线路变压器组接线
线路变压器组接线就是线路和变压器直接相连,是一种最简单的接线方式。
线路变压器组接线的优点是断路器少,接线简单,造价省。
相应2器将被迫停运,对变电所的供电负荷影响较大。
且较适合用于正常二运一备的域区中心变电所
2、桥型接线桥型接线采用4个回路3台断路器和6个隔离开关,是接线中断路器数量较小,也是投资较省的一种接线方式,根据桥型断路器的位置又可分为内桥和外桥两种。
若为了在检修断路器时不影响和变压器的正常运行,有时在桥型外附设一组隔离开关,这就成了长期开环运行的四边形接线
3、多角形接线多角形接线就是将断路器和隔离开关相互连接,且每一台断路器两侧都有隔离开关,由隔离开关之间送出回路。
4、单母线分段接线就是讲一段母线用断路器分为两段,它的优点是接线简单,投资省,操作方便,缺点是母线故障或检修是就要造成部分回路停电。
5、双母线接线就是将工作线、电源线和出线通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组(一次/二次)母线上,且两组母线都是工作线,而每一回路都可通过母线联络断路器并列运行。
6、双母线带旁路接线就是在双母线接线的基础上,增设旁路母线。
7、双母线分段带旁路接线就是在双母线带旁路接线的基础上,在母线上增设分段断路器,它具有双母线带旁路的优点,但投资费用较大,占用设备间隔较多。
8、3/2(4/3)断路器接线就是在每3(4)个断路器中间送出2(3)回回路,一般只用于500KV电网的母线主接线。
技术供水系统
技术供水系统供水对象为发电机空气冷却器、上导轴承冷却器、推力轴承外循环冷却、下导轴承冷却器、水导轴承冷却器、主变油冷却器、水轮机主轴密封等。
总供水量约为2500m3/h。
机组技术供水采用单元供水方案,水泵供水为主供水源、自流减压为备用水源。
每台机组设2台供水泵,一主一备,从尾水管取水,经2台自动旋转滤水器向本机组供水。
备用水源每台机组设2台减压阀二级减压供水,从压力钢管取水,经1台自动旋转滤水器与水泵供水管连通向本机组供水。
主轴密封的水压高于冷却器所需水压,且其对水质的要求较高,故主轴密封主供水源为机组减压供水取水口后减压阀前取水;
备用水源取自厂内产生供水。
水电站的防雷保护措施
在水电站防雷保护设计中,应根据雷电活动情况、地形、地质、气象情况以及电网结构和运行方式等,结合运行经验进行主要分析和技术经济比较,符合电力系统和电力设备安全经济运行的要求,雷电活动特别强烈的地区,还应根据当地实践经验适当加强防雷措施1、直击雷保护2、感应雷保护3、雷电侵入波的保护水电站主要避雷施设
1、避雷针
2、避雷线
3、保护间隙
4、管型避雷器
5、阀式避雷器
防洪标准:
主要建筑物防洪标准按5000年一遇洪水校核,1000年一遇洪水设计,相应流量分别为6310立方米/秒。
泄洪表的组成部分:
泄洪表孔有三孔组成,三孔均由进口段、平直段、WES曲线段和反弧段(左、右表孔包括鼻坎段)或斜直段(中表孔包括跌坎)组成。
进口设平板检修门共一扇,弧形工作门各一扇,单孔净宽13米;
进口堰顶高程2442.0米,工作门底坎高程2441.5米,消能工均为舌型挑(跌)坎.泄洪深孔由两孔组成,两孔布置相同,均由进口段、有压段(下倾10°
)、弧形工作门闸墩段(包括鼻坎段)组成。
进口底坎高程2371.8米,进口设平板事故门,孔口尺寸5.5米×
8.5米;
弧形工作门底坎高程2362.0米,孔口尺寸5.5米×
6.0米。
底孔除承担提前发电期汛期施工导流,同时承担降低库水位及库水位降至2339米左右向下游供水底任务;
临时底孔主要为提前发电期承担汛期施工导流,后期进行封堵。
底孔、临时底孔布置相同,均由进口段、有压段、弧形工作门墩段(包括鼻坎段)组成。
进口底坎高程2320.0米,进口设平板事故检修门,孔口尺寸4.0米×
9.0米;
工作弧门底坎高程2320.0米,孔口尺寸4.0米×
消能区采用水垫塘形式集中消能,反拱水垫塘全长约217.30米,等宽布置,2227.0米高程处宽度为72.0米,反拱中心角73.74°
,内半径60.0米,底板最低点高程2251.0米;
底板及两岸边坡2265.0米高程以下均采用钢筋混凝土衬砌。
混凝土二道坝位于坝后240.00米处,最大坝高31.5米,坝顶宽7米,坝底宽33米。
二道坝后设混凝土护坦,长33米。
发电机层
半伞式:
有上导:
推力轴承安装在转子下方为伞式机组,有下导轴承无上导轴承为全伞式机组,有上导轴承无下导轴承为半伞式机组。
混流式
调速器回油箱:
调速器(governor)是一种自动调节装置,它根据柴油机负荷的变化,自动增减喷油泵的供油量,使柴油机能够以稳定的转速运行。
调速器已经在工业直流电机调速、工业传送带调速、灯光照明调解、计算机电源散热、直流电扇等、得到广泛应用。
自动补气装置:
自动补气装置由两个电磁阀、一个安全阀、一个排气阀及管件组成,通过自动控制回路,实现自动补气或关闭,以维持水电站油压装置或其它储能器内的气液比例。
本品通过一系列阀的优化组合,解决了传统上因电磁阀漏气导致贮能器的气压超高而影响正常工作的问题。
它具备自动工作功能的同时,还具备手动补气、停止补气、排气的功能。
黑河水电站
黑河水库位于陕西省西安市周至县秦岭山中,水库坝高130米,水库面积4.55平方公里,总库容2亿立方米。
黑河水库不仅为西安市黑河引水工程提供主水源(每天向西安市供水40多万立方米,从根本上缓解了西安市的缺水状况),而且每年可灌溉37万亩农田,年发电7308万度。
水库引水高程比西安市区高110米,输配水全部利用重力自流,水质达到国家饮用地表水二级标准。
对水电厂的建造、运行及电厂设备有了一定的认识之后,在黑河水电站主要进行的是运行实习。
黑河水库的修建最主要的目的并不是发电,主要供给西安市供水。
西安的用水全部取自黑河。
这项工程是取水之用,城市用水是比较均匀的每天流量都是一定的所以,每天都有一定的流量从水库中流出。
水从高处留下就会伴随着能量的损失,如果不加以利用能量就会白白浪费。
因此就在水库后面建造了一座小水电站,引用水从水库里流出来之后,经过水电站再源源不断的供给西安用水,可以说黑河小水电是供水的附加产物。
比起之前参观的梨园电站,黑河水电站算是很小的水电站了。
但是不论是大
小水电站,该有的设备都有。
该电站装有三台立式水轮发电机组,其中两台单机容量为8MW,发电机
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